特許 5698722 フィラメントワインディング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5698722

(24)【登録日】2015年2月20日

(45)【発行日】2015年4月8日

(54)【発明の名称】フィラメントワインディング装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/16 20060101AFI20150319BHJP

   B65H 63/06 20060101ALI20150319BHJP

   B29K 105/08 20060101ALN20150319BHJP

【ＦＩ】

   B29C67/14 A

   B65H63/06 D

   B29K105:08

【請求項の数】11

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2012-229341(P2012-229341)

(22)【出願日】2012年10月16日

(65)【公開番号】特開2014-79953(P2014-79953A)

(43)【公開日】2014年5月8日

【審査請求日】2013年10月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006297

【氏名又は名称】村田機械株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080621

【弁理士】

【氏名又は名称】矢野 寿一郎

(72)【発明者】

【氏名】谷川 元洋

(72)【発明者】

【氏名】魚住 忠司

(72)【発明者】

【氏名】中村 大五郎

(72)【発明者】

【氏名】八田 健

【審査官】 田代 吉成

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２３４８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ７０／１６

Ｂ６５Ｈ ６３／０６

Ｂ２９Ｋ １０５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のボビンから供給された複数本の繊維束をライナーの外周に臨ませる繊維束ヘッドを有し、前記ライナーの軸を中心として前記繊維束ヘッドと前記ライナーとを相対回転させることで、前記ライナー上に複数本の繊維束を同時に巻き付けるフィラメントワインディング装置であって、
前記複数のボビンから解舒された複数本の繊維束の張力を一括して調整する張力調整部と、
前記ボビンでの繊維束の解舒不良を前記ボビン毎に個別に検知する解舒不良検知部と、
を備えたフィラメントワイディング装置。

【請求項2】

請求項１に記載のフィラメントワインディング装置であって、
前記張力調整部は、前記複数のボビンから解舒された複数本の繊維束が掛け回される揺動軸を有し、前記揺動軸を移動させて前記繊維束に作用する摩擦力を変化させることにより、前記繊維束の張力を一括して調整する、
ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。

【請求項3】

請求項１又は２のいずれか１項に記載のフィラメントワインディング装置であって、
前記ライナーと前記張力調整部との間に、複数本の繊維束の張力を検知する張力検知部を設け、前記張力調整部は、前記張力検知部の検知結果に応じて複数本の繊維束の張力を一括して調整する、
ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載のフィラメントワインディング装置であって、
前記ライナーと前記張力調整部との間に、複数本の繊維束の張力を検知する張力検知部を設け、前記張力調整部は、前記張力検知部の検知結果に応じて複数本の繊維束の張力を一括して調整する、
ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載のフィラメントワインディング装置であって、
前記繊維束ヘッドは、前記ライナーの外周に設置されるヘリカル巻きヘッドであり、前記ライナーが軸中心に回転しつつ軸方向に移動することにより、前記ライナー上に前記ボビンから供給された複数本の繊維束を同時に巻き付ける、
ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載のフィラメントワインディング装置であって、
前記繊維束ヘッドは、前記ライナーの外周に回転可能に設置されるフープ巻きヘッドであり、前記フープ巻きヘッドが前記ライナーの軸中心に回転しつつ軸方向に移動することにより、前記ライナー上に前記ボビンから供給された複数本の繊維束を同時に巻き付ける、
ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載のフィラメントワインディング装置であって、
前記解舒不良検知部は、前記複数のボビンに個別に対応して設けられ、解舒された繊維束の張力を受けて待機位置から検知位置に変位する検知片と、前記検知片が検知位置に位置したことを検知する検知部と、を備える、
ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。

【請求項8】

請求項７に記載のフィラメントワインディング装置であって、
前記検知片は、バネ付勢されて待機位置に位置する、
ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。

【請求項9】

請求項７又は８のいずれか１項に記載のフィラメントワインディング装置であって、
前記検知部は、遮光位置までの距離を計測できるレーザ測距センサである、
ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。

【請求項10】

請求項７又は８のいずれか１項に記載のフィラメントワインディング装置であって、
前記検知部は、各検知片に対応して個別に設けられた光電センサである、
ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。

【請求項11】

請求項７から１０のいずれか１項に記載のフィラメントワインディング装置であって、
前記繊維束ヘッドは、前記ライナーの外周に設置されるヘリカル巻きヘッドであり、
前記検知部は、複数の前記解舒不良検知部に対して１つ設置され、複数の前記解舒不良検知部のうち、いずれかの前記解舒不良検知部の検知片を検知することで、複数の前記ボビンのうちのいずれかにおいて解舒不良が発生したことを検知する、
ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フィラメントワインディング装置の技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数のボビンから供給された複数本の繊維束をライナーの外周に臨ませる繊維束ヘッドを有し、ライナーの軸を中心として繊維束ヘッドとライナーとを相対回転させることで、ライナー上に複数本の繊維束を同時に巻き付け、圧力容器等を製造するフィラメントワインディング装置（以下、適宜「ＦＷ装置」と略す）が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１は、圧力容器の耐圧性能の向上と生産効率の向上とを同時に満たし得るＦＷ装置として、ライナーに、少数本（例えば４本や８本）の繊維束を同時にフープ巻きするフープ巻きヘッドと、多数本（例えば１８０本）の繊維束を同時にヘリカル巻きするヘリカル巻きヘッドとを備えたＦＷ装置を開示する。

【0004】

ＦＷ装置では、複数本の繊維束に所定の張力を付与した状態でライナーに巻き付けられる。繊維束に付与される張力に変動があったり、繊維束間で張力が不均一になると、ライナーへの繊維束の巻き不良が発生する場合がある。このような繊維束の張力の異常は、例えば、ボビンにおける繊維束の解舒不良等によって発生する。

【0005】

特許文献２では、ボビンとライナーとの間の繊維ガイド部に張力センサを設けて、繊維束の張力の値と方向とを検知し、この検知結果に応じて、ボビンや張力調整ローラの軸方向の位置を制御することにより巻き不良を低減するＦＷ装置を開示する。

【0006】

特許文献３では、ボビンとライナーとの間に張力センサを設けて、この検知結果に応じて張力調整部を制御することにより巻き不良を低減するＦＷ装置を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第４４０３５２２号公報

【特許文献2】特開２０１０−１２６２９７号公報

【特許文献3】特開２０１０−６０２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献２、３に開示されている技術は、いずれも、ボビンから供給された複数本の繊維束のそれぞれに対して、個別に張力検知部、及び張力調整部を設ける構成である。

【0009】

特許文献２、３に開示されている張力検知部、及び張力調整部を、特許文献１に開示されているＦＷ装置に設けることも可能ではある。しかしながら、上述の例で言うと、多数本（例えば１８０本）の繊維束を同時にヘリカル巻きするヘリカル巻きヘッドに対して、繊維束の本数と同数の張力検知部、及び張力調整部を繊維束の糸道上に設けなければならず、張力検知部、及び張力調整部のコストが嵩むとともに、張力検知部、及び張力調整部の配置が困難となり、しかも繊維束の張力の制御が極めて複雑になって、実用的ではない。

【0010】

また、張力調整部は、繊維束に張力を付与する装置であるため、張力調整部の下流側では繊維束の張力は増加している。繊維束の供給方向における上流側に張力調整部を配置し、下流側に張力検知部を配置すると、ボビンでの解舒不良による小さい張力の変動を検知することは困難であり、ボビンでの解舒不良を精度よく検知することは困難である。

【0011】

本発明は、上記課題を解決すべくなされたものである。本発明の第１の目的は、ライナー上に複数本の繊維束を同時に巻き付けるＦＷ装置において、張力検知部、及び張力調整部をコンパクトにし、張力検知部、及び張力調整部のコストを低減するとともに、張力検知部、及び張力調整部を容易に配置できるようにすることである。本発明の第２の目的は、複数本の繊維束の張力の制御を容易に行えるようにすることである。本発明の第３の目的は、ボビンでの繊維束の解舒不良を精度よく検知できるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

【0013】

即ち、第１の発明のフィラメントワインディング装置は、複数のボビンから供給された複数本の繊維束をライナーの外周に臨ませる繊維束ヘッドを有し、ライナーの軸を中心として繊維束ヘッドとライナーとを相対回転させることで、ライナー上に複数本の繊維束を同時に巻き付けるフィラメントワインディング装置であって、
張力調整部と、解舒不良検知部と、を備える。
張力調整部は、複数のボビンから解舒された複数本の繊維束の張力を一括して調整する。
解舒不良検知部は、ボビンでの繊維束の解舒不良を前記ボビン毎に個別に検知する。

【0014】

第２の発明のフィラメントワインディング装置は、第１の発明のフィラメントワインディング装置であって、
前記張力調整部は、前記複数のボビンから解舒された複数本の繊維束が掛け回される揺動軸を有し、前記揺動軸を移動させて前記繊維束に作用する摩擦力を変化させることにより、前記繊維束の張力を一括して調整する。

【0015】

第３の発明のフィラメントワインディング装置は、第１又は第２のいずれかの発明のフィラメントワインディング装置であって、
解舒不良検知部は、張力調整部と複数のボビンとの間の糸道上に設けられる。

【0016】

第４の発明のフィラメントワインディング装置は、第１から第３のいずれかの発明のフィラメントワインディング装置であって、
ライナーと張力調整部との間に、複数本の繊維束の張力を検知する張力検知部を設ける。張力調整部は、張力検知部の検知結果に応じて複数本の繊維束の張力を一括して調整する。

【0017】

第５の発明のフィラメントワインディング装置は、第１から第４のいずれかの発明のフィラメントワインディング装置であって、
繊維束ヘッドは、ライナーの外周に設置されるヘリカル巻きヘッドであり、ライナーが軸中心に回転しつつ軸方向に移動することにより、ライナー上にボビンから供給された複数本の繊維束を同時に巻き付ける。

【0018】

第６の発明のフィラメントワインディング装置は、第１から第５のいずれかの発明のフィラメントワインディング装置であって、
繊維束ヘッドは、ライナーの外周に回転可能に設置されるフープ巻きヘッドであり、フープ巻きヘッドがライナーの軸中心に回転しつつ軸方向に移動することにより、ライナー上にボビンから供給された複数本の繊維束を同時に巻き付ける。

【0019】

第７の発明のフィラメントワインディング装置は、第１から第６のいずれかの発明のフィラメントワインディング装置であって、
解舒不良検知部は、複数のボビンに個別に対応して設けられ、解舒された繊維束の張力を受けて待機位置から検知位置に変位する検知片と、検知片が検知位置に位置したことを検知する検知部と、を備える。

【0020】

第８の発明のフィラメントワインディング装置は、第７の発明のフィラメントワインディング装置であって、
検知片は、バネ付勢されて待機位置に位置する。

【0021】

第９の発明のフィラメントワインディング装置は、第７又は第８のいずれかの発明のフィラメントワインディング装置であって、
検知部は、遮光位置までの距離を計測できるレーザ測距センサである。

【0022】

第１０の発明のフィラメントワインディング装置は、第７又は第８のいずれかの発明のフィラメントワインディング装置であって、
検知部は、各検知片に対応して個別に設けられた光電センサである。

【0023】

第１１の発明のフィラメントワインディング装置は、第７から第１０のいずれかの発明のフィラメントワインディング装置であって、
前記繊維束ヘッドは、前記ライナーの外周に設置されるヘリカル巻きヘッドであり、
前記検知部は、複数の前記解舒不良検知部に対して１つ設置され、複数の前記解舒不良検知部のうち、いずれかの前記解舒不良検知部の検知片を検知することで、複数の前記ボビンのうちのいずれかにおいて解舒不良が発生したことを検知する。

【発明の効果】

【0024】

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

【0025】

第１の発明のフィラメントワインディング装置によれば、複数のボビンから解舒された複数本の繊維束の張力を一括して調整する張力調整部と、ボビンでの解舒不良をボビン毎に個別に検知する解舒不良検知部と、を備える。このため、張力調整部及び解舒不良検知部がコンパクトとなり、張力調整部及び解舒不良検知部のコストを低減するとともに、張力調整部及び解舒不良検知部を容易に配置できる。また、張力調整部は、複数本の繊維束の張力を一括して調整できるため、複数本の繊維束の張力の制御を容易に行うことができる。

【0026】

第２の発明のフィラメントワインディング装置によれば、張力調整部は、複数のボビンから解舒された複数本の繊維束が掛け回される揺動軸を有し、揺動軸を移動させて繊維束に作用する摩擦力を変化させることにより、繊維束の張力を一括して調整する。このため、張力調整部がコンパクトとなり、張力調整部のコストを低減するとともに、張力調整部を容易に配置できる。また、張力調整部は、複数本の繊維束の張力を一括して調整できるため、複数本の繊維束の張力の制御を容易に行うことができる。

【0027】

第３の発明のフィラメントワインディング装置によれば、解舒不良検知部は、張力調整部と複数のボビンとの間の糸道上に設けられる。この解舒不良検知部で検知される繊維束の張力の変動は、ボビンでの解舒不良によるものであり、張力調整部の動作不良等による張力の変動は含まれない。このため、ボビンでの解舒不良による小さい張力の変動を検知することができ、ボビンでの解舒不良を精度よく検知することができる。

【0028】

第４の発明のフィラメントワインディング装置によれば、ライナーと張力調整部との間に、複数本の繊維束の張力を検知する張力検知部を設け、張力調整部は、張力検知部の検知結果に応じて複数本の繊維束の張力を一括して調整する。このため、複数本の繊維束の張力の制御を容易に行うことができる。

【0029】

第５の発明のフィラメントワインディング装置によれば、繊維束ヘッドは、ライナーの外周に設置されるヘリカル巻きヘッドであり、ライナーが軸中心に回転しつつ軸方向に移動することにより、ライナー上にボビンから供給された複数本の繊維束を同時に巻き付ける。このため、ヘリカル巻きヘッドを有するフィラメントワインディング装置において、張力調整部及び解舒不良検知部を容易に配置できる。

【0030】

第６の発明のフィラメントワインディング装置によれば、繊維束ヘッドがライナーの外周に回転可能に設置されるフープ巻きヘッドであり、フープ巻きヘッドがライナーの軸中心に回転しつつ軸方向に移動することにより、ライナー上にボビンから供給された複数本の繊維束を同時に巻き付ける。このため、フープ巻きヘッドを有するフィラメントワインディング装置において、張力調整部及び解舒不良検知部を容易に配置できる。

【0031】

第７の発明のフィラメントワインディング装置によれば、解舒不良検知部は、複数のボビンに個別に対応して設けられ、解舒された繊維束の張力を受けて待機位置から検知位置に変位する検知片と、検知片が検知位置に位置したことを検知する検知部と、を備える。このため、簡単な構成で解舒不良検知部を構成し、ボビンでの解舒不良を精度よく検知することができる。

【0032】

第８の発明のフィラメントワインディング装置によれば、解舒不良検知部の検知片は、バネ付勢されて待機位置に位置する。このため、簡単な構成で、ボビンでの解舒不良を精度よく検知することができる。

【0033】

第９の発明のフィラメントワインディング装置によれば、解舒不良検知部の検知部は、遮光位置までの距離を計測できるレーザ測距センサである。このため、どのボビンに解舒不良が発生したかを判別することができる。

【0034】

第１０の発明のフィラメントワインディング装置によれば、解舒不良検知部の検知部は、各検知片に対応して個別に設けられた光電センサである。このため、どのボビンに解舒不良が発生したか、あるいは解舒不良かどうかを確実に判別することができる。

【0035】

第１１の発明のフィラメントワインディング装置によれば、検知部は、複数の解舒不良検知部に対して１つ設置され、複数の解舒不良検知部のうち、いずれかの解舒不良検知部の検知片を検知することで、複数のボビンのうちのいずれかにおいて解舒不良が発生したことを検知する。このため、１つの検知部で解舒不良を検知でき、装置を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明の実施例１に係るＦＷ装置１００の側面図。

【図2】クリールスタンド５０の側面図。

【図3】フープ巻き装置３０に対して設けられる第１張力調整部１１０、第１解舒不良検知部１３０、及び第１張力検知部１５０の概略構成を示す図。

【図4】フープ巻き装置３０の正面図。

【図5】フープ巻き装置３０の側面図。

【図6】第１張力調整部１１０の斜視図。

【図7】フレーム８０Ａ、及び第１解舒不良検知部１３０の正面図。

【図8】ヘリカル巻き装置４０に対して設けられる第２張力調整部２１０、第２解舒不良検知部２３０、及び第２張力検知部２５０の概略構成を示す図。

【図9】張力装置２００の斜視図。

【図10】張力装置２００の側面図。

【図11】第４軸２６４を揺動させる機構を示す斜視簡略図。

【発明を実施するための形態】

【実施例1】

【0037】

本発明の実施例１に係るフィラメントワインディング装置１００（以降「ＦＷ装置１００」）について説明する。図１に示すように、ＦＷ装置１００は、フープ巻き装置３０によるフープ巻きと、ヘリカル巻き装置４０によるヘリカル巻きとをライナー１に対して交互に繰り返し行うことにより、ライナー１の周囲に樹脂を含浸させた複数本の繊維束Ｆを巻き付けていく装置である。図１は、フープ巻き装置３０が巻き付け位置にある状態を示している。

【0038】

図１に示す矢印Ａ、Ｂは、ＦＷ装置１００の前後方向と、ヘリカル巻きにおけるライナー１の移送方向を示している。ヘリカル巻きではライナー１をＦＷ装置１００の前後方向に往復動させるため、ライナー１は矢印Ａの方向に移送される場合と、矢印Ｂの方向に移送される場合とがある。ライナー１が移送される方向を前側、前側の反対側を後側と定義する。ＦＷ装置１００は、ライナー１を前後方向に往復動させるため、ライナー１の移送方向に応じて前側及び後側が定まるものとする。

【0039】

ライナー１は、例えば高強度アルミニウム材やポリアミド系樹脂等によって形成された略円筒形状の中空容器である。ライナー１は、外周面１Ｓに複数本の繊維束Ｆが巻き付けられ、複数の繊維層が形成されることによって耐圧性能の向上が図られる。つまり、ライナー１は、耐圧容器を構成する基材とされる。尚、以下の説明では、ライナー１は、繊維束Ｆを巻き付ける前の状態と、繊維束Ｆを巻き付けている途中の状態の両方を意味するものとする。例えば、ライナー１の外周面１Ｓとは、巻き付けられた繊維束Ｆの表面であることも意味する。

【0040】

図１、図２に示すように、ＦＷ装置１００は、主に主基台１０と、ライナー移送装置２０と、フープ巻き装置３０と、ヘリカル巻き装置４０と、クリールスタンド５０と、制御部９０と、で構成される。

【0041】

主基台１０は、ＦＷ装置１００の基礎を構成する。主基台１０の上部には、ライナー移送装置用レール１１が設けられている。ライナー移送装置用レール１１には、ライナー移送装置２０が載置されている。主基台１０の上部には、ライナー移送装置用レール１１に対して平行にフープ巻き装置用レール１２が設けられている。フープ巻き装置用レール１２には、フープ巻き装置３０が載置されている。

【0042】

このような構成により、主基台１０に対してライナー移送装置２０ならびにフープ巻き装置３０を移動させることが可能である。ヘリカル巻き装置４０は主基台１０に固定される。

【0043】

ライナー移送装置２０は、ライナー１を回転させながら移送する装置である。ライナー移送装置２０は、ＦＷ装置１００の前後方向を中心軸としてライナー１を回転させるとともに、ＦＷ装置１００の前後方向にライナー１を移送する。ライナー移送装置２０は、主に基台２１と、ライナー支持部２２とで構成される。ライナー移送装置２０の駆動は制御部９０により制御される。

【0044】

基台２１の上部には、一対のライナー支持部２２が設けられている。ライナー支持部２２は、ライナー支持フレーム２３と回転軸２４で構成される。ライナー支持フレーム２３は、基台２１から上方に向けて延設される。回転軸２４は、ライナー支持フレーム２３から前後方向に向けて延設される。ライナー１は、回転軸２４に取り付けられ、図示しない動力機構によって一方向に回転される。

【0045】

このような構成により、ライナー移送装置２０は、ＦＷ装置１００の前後方向を中心軸としてライナー１を回転させるとともに、ＦＷ装置１００の前後方向にライナー１を移送することを可能としている。

【0046】

フープ巻き装置３０は、ライナー１の外周面１Ｓに複数本の繊維束Ｆを同時に巻き付けて繊維層を形成する装置である。フープ巻き装置３０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して略垂直となる、いわゆるフープ巻きを行なう。フープ巻き装置３０は、主に基台３１と、動力機構３２と、フープ巻き掛け装置３３と、で構成される。フープ巻き装置３０の駆動は制御部９０により制御される。

【0047】

基台３１には、動力機構３２によって回転されるフープ巻き掛け装置３３が設けられている。フープ巻き掛け装置３３は、繊維束ヘッドとしての巻き掛けテーブル３４を有している。

【0048】

巻き掛けテーブル３４は、中央にライナー１を挿通する空間が設けられ、その空間の周囲に複数（本実施形態では４本）のボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤが配置される（図４参照）。ボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤからは、それぞれ繊維束Ｆがライナー１の外周面１Ｓに供給される。動力機構３２はフープ巻き掛け装置３３をライナー１の中心軸回りに回転させる。

【0049】

フープ巻きでは、ライナー１の位置は固定し、フープ巻き装置３０をライナー１の中心軸方向に沿って往復動させつつ、フープ巻き掛け装置３３をライナー１の中心軸回りに回転させる。これによりフープ巻きが行われる。つまり、フープ巻き装置３０は、複数のボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤから供給された複数本の繊維束Ｆをライナー１の外周面１Ｓに臨ませる繊維束ヘッドとしての巻き掛けテーブル３４を有しており、ライナー１の軸を中心として巻き掛けテーブル３４とライナー１とを相対回転させることで、ライナー１上に複数本の繊維束Ｆを同時に巻き付ける構成である。

【0050】

このような構成により、フープ巻き装置３０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して略垂直となるフープ巻きをライナー１の外周面１Ｓに対して行なう。尚、フープ巻き装置３０の移動速度や巻き掛けテーブル３４の回転速度を調節することによって、繊維束Ｆの巻き付け態様を自在に変更可能である。

【0051】

ヘリカル巻き装置４０は、ライナー１の外周面１Ｓに複数本の繊維束Ｆを同時に巻き付けて繊維層を形成する装置である。ヘリカル巻き装置４０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して所定の値（例えば、０〜６０度）となる、いわゆるヘリカル巻きを行なう。ヘリカル巻き装置４０は、主に基台４１と、ヘリカル巻き掛け装置４２とで構成される。ヘリカル巻き装置４０の駆動は制御部９０により制御される。

【0052】

基台４１には、ヘリカル巻き掛け装置４２が設けられている。ヘリカル巻き掛け装置４２は、第１ヘリカルヘッド４３と、第２ヘリカルヘッド４４を備えている。第１ヘリカルヘッド４３、及び第２ヘリカルヘッド４４には、クリールスタンド５０に支持される複数（本実施形態では１８０本）のボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１８０から複数本の繊維束Ｆが供給され、ライナー１の外周面１Ｓに複数本の繊維束Ｆが導かれる。第１ヘリカルヘッド４３、及び第２ヘリカルヘッド４４には、それぞれ複数（本実施形態では各々９０本）のノズル（図示せず）がライナー１の外周面１Ｓに向けて放射状に設けられている。複数のノズルによって、ライナー１の外周面１Ｓに複数本の繊維束Ｆが導かれ、ライナー１が回転しながら通過することでヘリカル巻きが行なわれる。ヘリカル巻きでは、ヘリカル巻き装置４０は固定されており、ライナー移送装置２０によりライナー１が回転しながら回転軸方向に移送される。これにより、ヘリカル巻きが行われる。つまり、ヘリカル巻き装置４０は、複数のボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１８０から供給された複数本の繊維束Ｆをライナー１の外周面１Ｓに臨ませる繊維束ヘッドとしての第１ヘリカルヘッド４３、及び第２ヘリカルヘッド４４を有しており、ライナー１の軸を中心として第１ヘリカルヘッド４３、及び第２ヘリカルヘッド４４とライナー１とを相対回転させることで、ライナー１上に複数本の繊維束Ｆを同時に巻き付ける構成である。

【0053】

このような構成により、ヘリカル巻き装置４０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して所定の値となるヘリカル巻きをライナー１の外周面１Ｓに対して行なう。尚、ライナー１の移送速度や回転速度を調節することによって、繊維束Ｆの巻き付け態様を自在に変更可能である。

【0054】

図２に示すように、クリールスタンド５０は、ヘリカル巻き装置４０の第１ヘリカルヘッド４３、及び第２ヘリカルヘッド４４に設けられる複数（本実施形態では各々９０本）のノズルに対して複数本（本実施形態では１８０本）の繊維束Ｆを供給する。クリールスタンド５０は、主にラック５１と、ボビンホルダ軸５２と、ガイド５３と、で構成される。

【0055】

ラック５１には、複数のボビンホルダ軸５２が互いに平行に取り付けられている。ボビンホルダ軸５２にはそれぞれボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１８０が回転自在に支持される。ボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１８０は、繊維束Ｆが引き出されることによって回転し、繊維束Ｆを解舒する。各ボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１８０からライナー１に向かう繊維束Ｆの経路上には、繊維束Ｆを案内するガイド５３が複数設けられている。各ボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１８０から解舒された複数本の繊維束Ｆは、複数のガイド５３を介して対応するヘリカル巻き装置４０の各ノズルに供給される。

【0056】

このような構成により、クリールスタンド５０は、ヘリカル巻き装置４０を構成する複数のノズルに対して複数本の繊維束Ｆを供給することを可能としている。尚、本実施形態のＦＷ装置１００は、図２に示すクリールスタンド５０と同様のクリールスタンド５０を複数備えており、各クリールスタンド５０からヘリカル巻き装置４０に向けて複数本の繊維束Ｆを供給するように構成されている。

【0057】

次に、本実施例の特徴部分である、フープ巻き装置３０に対して設けられる第１張力調整部１１０、第１解舒不良検知部１３０、及び第１張力検知部１５０について説明する。まず、図３を用いてこれらの概略構成について説明する。図３に示すように、第１張力調整部１１０、第１解舒不良検知部１３０、及び第１張力検知部１５０は、巻き掛けテーブル３４上において、複数のボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤからライナー１に至る糸道上に配置されている。

【0058】

第１張力調整部１１０は、複数のボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤから解舒された複数本の繊維束Ｆに対して一台設けられている。第１張力調整部１１０は、複数本の繊維束Ｆの張力を一括して調整する。第１張力調整部１１０は、制御部９０に電気的に接続されており、制御部９０により駆動が制御される。

【0059】

第１張力検知部１５０は、ライナー１と第１張力調整部１１０との間に設けられている。第１張力検知部１５０は、複数本の繊維束Ｆに対して個別に配置されている。第１張力検知部１５０は、複数本の繊維束Ｆの張力を個別に検知する。第１張力検知部１５０は、各繊維束Ｆの張力を検知し、制御部９０に検知信号を送信する。制御部９０は、第１張力検知部１５０からの検知信号に基づいて、第１張力調整部１１０の駆動を制御する。第１張力調整部１１０は、第１張力検知部１５０の検知結果に応じて複数本の繊維束Ｆの張力を一括して調整する。

【0060】

第１解舒不良検知部１３０は、複数のボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤでの繊維束Ｆの解舒不良をボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤ毎に個別に検知する。第１解舒不良検知部１３０は、複数のボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤと第１張力調整部１１０との間の糸道上に設けられている。

【0061】

次に、第１張力調整部１１０、第１解舒不良検知部１３０、及び第１張力検知部１５０の具体的な構成について説明する。図４、図５に示すように、フープ巻き装置３０の巻き掛けテーブル３４には、ボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤに対応して、ボビン支持部５０が４箇所に配置されている。各ボビン支持部５０の近傍には、フレーム８０Ａ、・・・８０Ｄが設けられている。ボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤに対応して設けられているボビン支持部５０、フレーム８０Ａ、・・・８０Ｄは、略同様の構成である。以下では主としてフレーム８０Ａについて説明する。

【0062】

巻き掛けテーブル３４は動力機構３２により、図４において矢印Ｒ方向に回転する。動力機構３２は、制御部９０に接続されており、制御部９０からの信号に基づいて、回転及び停止が制御される。繊維供給ガイド７５からライナー１へ導かれる繊維束Ｆは、矢印Ｒ方向に回転されながら、ライナー１の外周面１Ｓに巻き付けられる。繊維束Ｆは巻き掛けテーブル３４の回転によって矢印ＦＡ方向に供給される。

【0063】

ボビンＢＡを支持するボビン支持部５０は、巻き掛けテーブル３４に対して回転自在に支持されており、制動部としてのヒステリシスブレーキ５１に連結されている。ヒステリシスブレーキ５１は、ボビン支持部５０に支持されるボビンＢＡの回転を制動するものである。ボビンＢＡがボビン支持部５０に支持された状態で繊維束Ｆが引かれることにより、ボビンＢＡが回転し、繊維束Ｆが引き出される。

【0064】

図４に示すように、フレーム８０Ａ、・・・８０Ｄは、それぞれガイドローラ７１（７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ）、・・・７４（７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ）を支持している。ボビン支持部５０に支持されたボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤからの４本の繊維束Ｆは、ガイドローラ７１（７１Ｂ、７１Ｃ）・・・７４（７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ）に案内されながら、ガイドローラ７４Ｃでまとめられ、ガイドローラ７１Ａを経由して繊維供給ガイド７５に案内される。繊維供給ガイド７５は、まとめられた４本の繊維束Ｆをライナー１の外周面１Ｓに供給する。

【0065】

図４に示すように、第１張力調整部１１０は、ガイドローラ７１Ａから繊維供給ガイド７５に至る繊維束Ｆの経路の途中に設けられている。また、第１張力検知部１５０は、第１張力調整部１１０から繊維供給ガイド７５に至る繊維束Ｆの経路の途中に設けられている。

【0066】

図６に示すように、第１張力調整部１１０は、まとめられた４本の繊維束Ｆの張力を一括して調整するものである。第１張力調整部１１０は、基体となるフレーム１１１を有している。フレーム１１１には、第１軸１１２、第２軸１１３、第３軸１１４が設けられている。繊維束Ｆは、第１軸１１２、第２軸１１３、第３軸１１４の順に掛け回される。第１軸１１２は、ガイドローラ７１Ａ側から案内される繊維束Ｆを受け入れるローラである。第３軸１１４は、繊維束Ｆを繊維供給ガイド７５側に送り出すローラである。第１軸１１２、及び第３軸１１４は、フレーム１１１に支持されている。

【0067】

第２軸１１３は、アーム１１５の一方の端部に支持されている。アーム１１５の他方の端部は、支軸１１６を中心にＤ１１方向とＤ１２方向に揺動自在となるようにフレーム１１１に設けられている。Ｄ１１方向は、第２軸１１３が第１軸１１２、及び第３軸１１４に対して離隔する方向である。Ｄ１２方向は、第２軸１１３が第１軸１１２、及び第３軸１１４に対して接近する方向である。アーム１１５が揺動することにより、第１軸１１２から第３軸１１４に至る繊維束Ｆの経路を変化させ、繊維束Ｆに作用する摩擦力を変化させることにより、繊維束Ｆの張力を調整することができる。第２軸１１３がＤ１１方向に移動すると、繊維束Ｆに加わる張力が増大する。第２軸１１３がＤ１２方向に移動すると、繊維束Ｆに加わる張力が減少する。

【0068】

支軸１１６には、ウォームギヤ１１７を構成するウォームホイール１１８が固定されている。ウォームホイール１１８は、支軸１１６に固定されており、アーム１１５と一体となって回動自在である。

【0069】

フレーム１１１には、軸１２３を回転自在に支持する第１支持部１２１、及び第２支持部１２２が設けられている。軸１２３の一方の端部には、ウォームギヤ１１７を構成するウォーム１２４が固定されている。ウォーム１２４とウォームホイール１１８が噛み合うことによりウォームギヤ１１７を構成する。

【0070】

フレーム１１１には、第１モータＭ１が設けられている。第１モータＭ１としてサーボモータを用いている。第１モータＭ１の駆動軸には、第１ベベルギヤ１２５が固定されている。軸１２３の他方の端部には、第１ベベルギヤ１２５と噛み合う第２ベベルギヤ１２６が固定されている。第１モータＭ１は制御部９０に電気的に接続されており、第１モータＭ１の駆動は制御部９０により制御される。制御部９０によって第１モータＭ１の回動角度を制御することにより、アーム１１５のＤ１１方向、又はＤ１２方向の揺動角度を変化させ、繊維束Ｆの張力を調整することができる。

【0071】

尚、繊維束Ｆの張力が第２軸１１３に作用することにより、アーム１１５は、Ｄ１２方向に回動する力を受けることになる。この力は、ウォームホイール１１８からウォーム１２４へ伝達される。しかしながら、一般にウォームギアは、ウォームホイール側に回動力が作用した場合に、ウォームはウォームホイールの回り止めの効果を発揮する。このため、本実施形態においては、第１モータＭ１とアーム１１５との間にウォームギア１１７を設けたことにより、アーム１１５の回り止め機構を別途設ける必要がない。また、アーム１１５からの回動力が第１モータＭ１の駆動軸を逆転させる力として伝達されることがないため、第１モータＭ１として比較的小型のモータを用いることができる。

【0072】

図３に示すように、第１張力検知部１５０は、複数本の繊維束Ｆに対して個別に配置されており、各繊維束Ｆの張力を個別に検知するものである。第１張力検知部１５０は、各繊維束Ｆの張力を検知し、制御部９０に検知信号を送信する。制御部９０は、第１張力検知部１５０からの検知信号に基づいて、第１張力調整部１１０の駆動を制御する。

【0073】

具体的には、第１張力検知部１５０は、繊維束Ｆの張力が所定値より低い場合は、制御部９０にその旨の検知信号を送信する。この場合、制御部９０は、第１張力検知部１５０からの検知信号に基づいて、アーム１１５に設けた第２軸１１３がＤ１１方向に移動して繊維束Ｆの張力が増大するように第１モータＭ１の回動角度を制御する。また、第１張力検知部１５０は、繊維束Ｆの張力が所定値より高い場合は、制御部９０にその旨の検知信号を送信する。この場合、制御部９０は、第１張力検知部１５０からの検知信号に基づいて、アーム１１５に設けた第２軸１１３がＤ１２方向に移動して繊維束Ｆの張力が減少するように第１モータＭ１の回動角度を制御する。以上の構成により、第１張力調整部１１０は、第１張力検知部１５０の検知結果に応じて複数本の繊維束Ｆの張力を一括して調整することができる。

【0074】

図４、図５、図７に示すように、第１解舒不良検知部１３０は、フレーム８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、及び８０Ｄにそれぞれ設けられている。フレーム８０Ａ・・・８０Ｄに設けられている第１解舒不良検知部１３０は、それぞれボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤから最初のガイドローラ７１Ｂ、７２Ｂ、７３Ｂ、及び７４Ｂに至る繊維束Ｆの経路の途中に設けられている。ボビンＢＡ・・・ＢＤに対応する各第１解舒不良検知部１３０は、略同一の構成であるため、以下では主としてボビンＢＡに対応する第１解舒不良検知部１３０について説明する。

【0075】

図７に示すように、第１解舒不良検知部１３０は、第２ローラ６２を有している。フレーム８０Ａには、第２ローラ６２の他に、第１ローラ６１、第３ローラ６３、及び第４ローラ６４が設けられている。繊維束Ｆは、第１ローラ６１、第２ローラ６２、第３ローラ６３、及び第４ローラ６４の順に掛け回される。第１ローラ６１は、ボビンＢＡから解舒される繊維束Ｆの支点となるローラである。第４ローラ６４は、繊維束Ｆをガイドローラ７１Ｂに案内するローラである。第３ローラ６３は、アーム６９に支持されており、繊維束Ｆの緩み取り部６０を構成する。第１ローラ６１、及び第４ローラ６４は、フレーム８０Ａに支持されている。

【0076】

尚、緩み取り部６０を構成するアーム６９は、Ｄ３方向とＤ４方向に揺動自在に支持されており、図示しないトーションバネによりＤ４方向に付勢されている。繊維束Ｆの張力が設定値以上の場合は、アーム６９は、第１ローラ６１の支持部に当接する位置まで回動して待機する。繊維束Ｆの張力が設定値未満になって緩みが生じた場合は、アーム６９は、トーションバネの付勢力によりＤ４方向に回動し、繊維束Ｆに生じた緩みを吸収する。

【0077】

第１解舒不良検知部１３０を構成する第２ローラ６２は、アーム６５の一方の端部に支持されている。アーム６５の他方の端部は、支軸６６を中心にＤ２１方向とＤ２２方向に揺動自在となるようにフレーム８０Ａに設けられている。Ｄ２１方向は、第２ローラ６２が第４ローラ６４に対して離隔する方向である。Ｄ２２方向は、第２ローラ６２が第４ローラ６４に対して接近する方向である。すなわち、アーム６５が揺動することにより、第２ローラ６２と第４ローラ６４との間で繊維束Ｆの経路長が増減する。

【0078】

支軸６６はフレーム８０Ａの裏面側（紙面奥側）に貫通しており、支軸６６に設けられるトーションバネ（図示せず）によって、第２ローラ６２が第４ローラ６４に対して離隔する方向（Ｄ２１方向）に付勢されている。尚、アーム６５が揺動する仮想平面は、巻き掛けテーブル３４の回転軸に平行になるようにしている。これにより、アーム６５に及ぼす巻き掛けテーブル３４の回転による遠心力の影響を小さくしている。

【0079】

アーム６５を支持する支軸６６には、フレーム８０Ａの裏面側（紙面奥側）において第１検知片６７が固定されている。第１検知片６７は、アーム６５の揺動に伴って揺動する。フレーム８０Ａの裏面側（紙面奥側）には、第１検知部６８が設けられている。

【0080】

繊維束Ｆに所定の張力が加わっている場合、つまり、ボビンＢＡにおける繊維束Ｆの解舒が正常である場合には、第２ローラ６２は、アーム６５の支軸６６に設けられたトーションバネの付勢力により、アーム６５がＤ２１方向に回動し、第４ローラ６４に対して離隔する方向に回動する（待機位置）。繊維束Ｆに加わっている張力が所定の張力より増大している場合、つまり、ボビンＢＡにおける繊維束Ｆの解舒に異常が生じた場合には、第２ローラ６２は、アーム６５の支軸６６に設けられたトーションバネの付勢力に抗して、アーム６５がＤ２２方向に回動し、第４ローラ６４に対して接近する方向に回動する（検知位置）。

【0081】

第１検知部６８は、アーム６５が検知位置まで回動した状態で、第１検知片６７を検知することで、アーム６５が所定の位置まで回動していることを検知する。また、第１検知部６８は、アーム６５が検知位置まで回動していない状態では、第１検知片６７を検知しないことで、アーム６５が所定の位置まで回動していないことを検知するものである。つまり、第１検知部６８は、ボビンＢＡにおける繊維束Ｆの解舒が正常であって、繊維束Ｆに所定の張力が加わっていること、及び、ボビンＢＡにおける繊維束Ｆの解舒に不良が生じ、繊維束Ｆに加わる張力が増大していること、を検知する。

【0082】

第１検知部６８は、ボビンＢＡにおける繊維束Ｆの解舒に不良が生じたことを検知した場合、制御部９０にその旨の検知信号を送信する。また、第１検知部６８は、ボビンＢＡにおける繊維束Ｆの解舒が正常であることを検知した場合、制御部９０にその旨の検知信号を送信する。第１検知部６８としては、光電センサー等の公知のセンサーを用いることができる。第１検知部６８に必要な電力は、巻き掛けテーブル３４の外部から供給してもよく、巻き掛けテーブル３４にバッテリーを搭載し、このバッテリーから供給してもよい。

【0083】

制御部９０は、第１検知部６８がボビンＢＡにおける繊維束Ｆの解舒に不良が生じたことを検知した場合、第１検知部６８からの検知信号に基づいて、図示しない報知部により警報音等を発生させる。尚、フープ巻き装置３０による繊維束Ｆの巻き付けが開始した直後等、繊維束Ｆの巻き付け速度Ｖ１が増大することにより、ボビンＢＡにおける繊維束Ｆの解舒に不良が生じていなくても一時的に繊維束Ｆに加わる張力が増大する場合がある。このような場合には、警報音等を発生させる必要がない。このため、制御部９０は、第１検知部６８による異常検知信号の継続時間が設定時間以下の場合は、警報音等は発生させない。また、第１検知部６８による異常検知信号の継続時間が設定時間以下の場合であっても、所定の頻度以上で異常検知信号が受信された場合は、なんらかの異常が発生したとして警報音等を発生させる。

【0084】

以上説明した本実施例に係るＦＷ装置１００によれば、次のような効果を有する。

【0085】

ＦＷ装置１００は、複数のボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤから解舒された複数本の繊維束Ｆの張力を一括して調整する第１張力調整部１１０と、ボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤでの解舒不良をボビン毎に個別に検知する第１解舒不良検知部１３０と、を備える。このため、第１張力調整部１１０、及び第１解舒不良検知部１３０がコンパクトとなり、第１張力調整部１１０、及び第１解舒不良検知部１３０のコストを低減するとともに、第１張力調整部１１０、及び第１解舒不良検知部１３０を容易に配置できる。また、第１張力調整部１１０は、複数本の繊維束Ｆの張力を一括して調整できるため、複数本の繊維束Ｆの張力の制御を容易に行うことができる。

【0086】

ＦＷ装置１００の第１解舒不良検知部１３０は、第１張力調整部１１０と複数のボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤとの間の糸道上に設けられる。この第１解舒不良検知部１３０で検知される繊維束Ｆの張力の変動は、ボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤでの解舒不良によるものであり、第１張力調整部１１０の動作不良等による張力の変動は含まれない。このため、ボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤでの解舒不良による小さい張力の変動を検知することができ、ボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤでの解舒不良を精度よく検知することができる。

【0087】

ＦＷ装置１００は、ライナー１と第１張力調整部１１０との間に、複数本の繊維束Ｆの張力を検知する第１張力検知部１５０を設け、第１張力調整部１１０は、第１張力検知部１５０の検知結果に応じて複数本の繊維束Ｆの張力を一括して調整する。このため、複数本の繊維束Ｆの張力の制御を容易に行うことができる。

【0088】

ＦＷ装置１００のフープ巻き装置３０における繊維束ヘッドは、ライナー１の外周に回転可能に設置される巻き掛けテーブル３４であり、巻き掛けテーブル３４がライナー１の軸中心に回転しつつ軸方向に移動することにより、ライナー１上にボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤから供給された複数本の繊維束Ｆを同時に巻き付ける。このため、フープ巻き装置３０の巻き掛けテーブル３４に、第１張力調整部１１０、及び第１解舒不良検知部１３０を容易に配置できる。

【0089】

ＦＷ装置１００の第１解舒不良検知部１３０は、複数のボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤに個別に対応して設けられ、解舒された繊維束Ｆの張力を受けて待機位置から検知位置に変位する第１検知片６７と、第１検知片６７が検知位置に位置したことを検知する第１検知部６８と、を備える。このため、簡単な構成で第１解舒不良検知部１３０を構成し、ボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤでの解舒不良を精度よく検知することができる。

【0090】

ＦＷ装置１００の第１解舒不良検知部１３０の第１検知片６７は、トーションバネによりバネ付勢されて待機位置に位置する。このため、簡単な構成で、ボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤでの解舒不良を精度よく検知することができる。

【0091】

ＦＷ装置１００の第１解舒不良検知部１３０の第１検知部６８は、それぞれの第１検知片６７に対応して個別に設けられた光電センサである。このため、どのボビンＢＡ、ＢＢ、ＢＣ、及びＢＤに解舒不良が発生したか、あるいは解舒不良かどうかを確実に判別することができる。

【実施例2】

【0092】

次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例では、ヘリカル巻き装置４０に対して、第２張力調整部２１０、第２解舒不良検知部２３０、及び第２張力検知部２５０が設けられている。まず、これらの概略構成について説明する。

【0093】

図８に示すように、第２張力調整部２１０、第２解舒不良検知部２３０、及び第２張力検知部２５０は、複数のボビンＢ１、Ｂ２・・・から第１ヘリカルヘッド４３、及び第２ヘリカルヘッド４４に至る糸道上に配置されている。本実施形態では、１８０本のボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１８０を１５のボビン群Ｇ１、Ｇ２・・・Ｇ１５に分け、各ボビン群Ｇ１、Ｇ２・・・Ｇ１５の１２本毎のボビンＢ１、Ｂ２・・・に対して第２張力調整部２１０、第２解舒不良検知部２３０、及び第２張力検知部２５０を設けている。以下では、１２本のボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１２からなるボビン群Ｇ１を例に挙げて説明する。

【0094】

図８に示すように、本実施形態では、第２張力調整部２１０、及び第２解舒不良検知部２３０は、１台の張力装置２００として構成されている。第２張力調整部２１０は、複数のボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１２から解舒された複数本の繊維束Ｆに対して共通して設けられている。第２張力調整部２１０は、複数本の繊維束Ｆの張力を一括して調整する。第２張力調整部２１０は、制御部９０に電気的に接続されており、制御部９０により駆動が制御される。

【0095】

第２張力検知部２５０は、第１ヘリカルヘッド４３、及び第２ヘリカルヘッド４４と第２張力調整部２１０との間に設けられている。第２張力検知部２５０は、複数本の繊維束Ｆに対して個別に配置されている。第２張力検知部２５０は、複数本の繊維束Ｆの張力を個別に検知する。第２張力検知部２５０は、各繊維束Ｆの張力を検知し、制御部９０に検知信号を送信する。制御部９０は、第２張力検知部２５０からの検知信号に基づいて、第２張力調整部２１０の駆動を制御する。第２張力調整部２１０は、第２張力検知部２５０の検知結果に応じて複数本の繊維束Ｆの張力を一括して調整する。

【0096】

第２解舒不良検知部２３０は、複数のボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１２での繊維束Ｆの解舒不良をボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１２毎に個別に検知する。第２解舒不良検知部２３０は、複数のボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１２と第２張力調整部２１０との間の糸道上に設けられている。

【0097】

次に、第２張力調整部２１０、第２解舒不良検知部２３０、及び第２張力検知部２５０の具体的な構成について説明する。図９から図１１に示すように、第２張力調整部２１０、及び第２解舒不良検知部２３０は、１台の張力装置２００として構成されている。張力装置２００を配置する位置は、例えば、図８に示すようにクリールスタンド５０上としてもよいが、これに限定されない。本実施形態では、１５のボビン群Ｇ１、Ｇ２・・・Ｇ１５に対応して１５台の張力装置２００が設けられている。１５台の張力装置２００は、それぞれ同一の構成である。

【0098】

図８に示すように、張力装置２００は、複数のボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１２から第１ヘリカルヘッド４３、及び第２ヘリカルヘッド４４に至る繊維束Ｆの経路の途中に設けられている。図９、図１０に示すように、張力装置２００は、基体となる第１フレーム２１１を有している。第１フレーム２１１には、１２本のボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１２からの繊維束Ｆに対応して、１２本の第２フレーム２１２、及び第３フレーム２１３が並設されている。第２フレーム２１２には、それぞれ第１支持部２１４が設けられている。

【0099】

各第２フレーム２１２には、一端部に第１ローラ２６１が設けられ、略中央位置に第３ローラ２６３が設けられている。第１ローラ２６１は、第２解舒不良検知部２３０を構成するローラとなる。第３ローラ２６３は、第２張力調整部２１０、及び第２解舒不良検知部２３０の共通のローラとなる。第１ローラ２６１と第３ローラ２６３との間には、第１切欠部２２１が形成される。第１切欠部２２１は、第２解舒不良検知部２３０を構成する第２ローラ２６２が揺動する空間を確保するための切欠部である。第３ローラ２６３に対して第１切欠部２２１の反対側には、第２切欠部２２２が形成される。第２切欠部２２２は、第２張力調整部２１０を構成する第４軸２６４が揺動する空間を確保するための切欠部である。１２枚の第２フレーム２１２が第１フレーム２１１に設けられた状態では、各第２フレーム２１２の第１切欠部２２１、及び第２切欠部２２２は、１２枚の第２フレーム２１２を横断する方向に連続する空間となる。

【0100】

第２張力調整部２１０は、複数のボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１２から解舒された１２本の繊維束Ｆの張力を一括して調整するものである。第２張力調整部２１０は、第３ローラ２６３、第４軸２６４、第５軸２６５、第６ローラ２６６を有する。繊維束Ｆは、第２張力調整部２１０には、第３ローラ２６３、第４軸２６４、第５軸２６５、第６ローラ２６６の順に掛け回される。第３ローラ２６３は、複数のボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１２側から第２解舒不良検知部２３０を経て第２張力調整部２１０に案内される繊維束Ｆを受け入れるローラである。第６ローラ２６６は、繊維束Ｆを第１ヘリカルヘッド４３側、又は第２ヘリカルヘッド４４側に送り出すローラである。第６ローラ２６６は、第３フレーム２１３に支持されている。

【0101】

第５軸２６５は、第１支持部２１４に支持されている。図９に示すように、第２フレーム２１２に対する第１支持部２１４の固定は、第２フレーム２１２に形成された長穴２１５とボルト２１６によって行われる。ボルト２１６での固定位置を変更することにより第２フレーム２１２に対する第１支持部２１４の位置を変更することができる。これにより、第５軸２６５の位置を調整して繊維束Ｆの張力を調整することができる。

【0102】

第４軸２６４は、１２本の繊維束Ｆに対応する１本の部材であり、１２枚の第２フレーム２１２の第２切欠部２２２で形成される空間を貫通するように配置される。図９に示すように、第４軸２６４の両端部は、２本のアーム２１７の一方の端部で支持される。２本のアーム２１７の他方の端部は、支軸２１８に接続されている。支軸２１８の両端部は、第１フレーム２１１の両側に立設する第２支持部２１９で揺動自在に支持される。これにより、第４軸２６４は、支軸２１８を中心にＤ３１方向とＤ３２方向に揺動自在となるように設けられる（図１０参照）。Ｄ３１方向は、第４軸２６４が第３ローラ２６３、及び第５軸２６５に対して離隔する方向である。Ｄ３２方向は、第４軸２６４が第３ローラ２６３、及び第５軸２６５に対して接近する方向である。第４軸２６４が揺動することにより、第３ローラ２６３から第５軸２６５に至る繊維束Ｆの経路を変化させ、繊維束Ｆに作用する摩擦力を変化させることにより、繊維束Ｆの張力を調整することができる。第４軸２６４がＤ３１方向に移動すると、繊維束Ｆに加わる張力が増大する。第４軸２６４がＤ３２方向に移動すると、繊維束Ｆに加わる張力が減少する。

【0103】

図１０、図１１に示すように、支軸２１８の一方の端部付近には、ウォームギヤ２２７を構成するウォームホイール２２８が固定されている。ウォームホイール２２８は、アーム２１７、支軸２１８、及び第４軸２６４と一体となって回動自在である。

【0104】

ウォームホイール２２８の上方には、第２モータＭ２が設けられている。第２モータＭ２としてサーボモータを用いている。第２モータＭ２の駆動軸には、ウォームギヤ２２７を構成するウォーム２２９が固定されている。ウォーム２２９とウォームホイール２２８が噛み合うことによりウォームギヤ２２７を構成する。第２モータＭ２は制御部９０に電気的に接続されており、第２モータＭ２の駆動は制御部９０により制御される。制御部９０によって第２モータＭ２の回動角度を制御することにより、アーム２１７及び第４軸２６４のＤ３１方向、又はＤ３２方向の揺動角度を変化させ、繊維束Ｆの張力を調整することができる。

【0105】

尚、繊維束Ｆの張力が第４軸２６４に作用することにより、アーム２１７及び第４軸２６４は、Ｄ３２方向に回動する力を受けることになる（図１０参照）。この力は、ウォームホイール２２８からウォーム２２９へ伝達される。しかしながら、一般にウォームギアは、ウォームホイール側に回動力が作用した場合に、ウォームはウォームホイールの回り止めの効果を発揮する。このため、本実施形態においては、第２モータＭ２と第４軸２６４との間にウォームギヤ２２７を設けたことにより、アーム２１７及び第４軸２６４の回り止め機構を別途設ける必要がない。また、アーム２１７からの回動力が第２モータＭ２の駆動軸を逆転させる力として伝達されることがないため、第２モータＭ２として比較的小型のモータを用いることができる。

【0106】

第２張力検知部２５０は、複数本の繊維束Ｆに対して個別に配置されており、各繊維束Ｆの張力を個別に検知するものである。第２張力検知部２５０は、張力装置２００の第２張力調整部２１０から第１ヘリカルヘッド４３、又は第２ヘリカルヘッド４４に至る繊維束Ｆの経路の途中に設けられている。第２張力検知部２５０は、各繊維束Ｆの張力を検知し、制御部９０に検知信号を送信する。制御部９０は、第２張力検知部２５０からの検知信号に基づいて、第２張力調整部２１０の駆動を制御する。

【0107】

具体的には、第２張力検知部２５０は、繊維束Ｆの張力が所定値より低い場合は、制御部９０にその旨の検知信号を送信する。この場合、制御部９０は、第２張力検知部２５０からの検知信号に基づいて、アーム２１７に設けた第４軸２６４をＤ３１方向に移動させて繊維束Ｆの張力が増大するように第２モータＭ２の回動角度を制御する。また、第２張力検知部２５０は、繊維束Ｆの張力が所定値より高い場合は、制御部９０にその旨の検知信号を送信する。この場合、制御部９０は、第２張力検知部２５０からの検知信号に基づいて、アーム２１７に設けた第４軸２６４をＤ３２方向に移動させて繊維束Ｆの張力が減少するように第２モータＭ２の回動角度を制御する。以上の構成により、第２張力調整部２１０は、第２張力検知部２５０の検知結果に応じて複数本の繊維束Ｆの張力を一括して調整することができる。

【0108】

図９、図１０に示すように、張力装置２００を構成する第２解舒不良検知部２３０は、１２枚の第２フレーム２１２にそれぞれ設けられている。第２解舒不良検知部２３０は、それぞれボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１２から第２張力調整部２１０に至る繊維束Ｆの経路の途中となる位置に設けられている。ボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１２に対応する各第２解舒不良検知部２３０は、略同一の構成である。以下では主としてボビンＢ１に対応する第２解舒不良検知部２３０について説明する。

【0109】

図９、図１０に示すように、第２解舒不良検知部２３０は、第１ローラ２６１、第２ローラ２６２、及び第３ローラ２６３を有している。繊維束Ｆは、第１ローラ２６１、第２ローラ２６２、及び第３ローラ２６３の順に掛け回される。第１ローラ２６１は、ボビンＢ１から解舒される繊維束Ｆを受け入れるローラである。第３ローラ２６３は、第２張力調整部２１０と共通のローラである。

【0110】

第２ローラ２６２は、アーム２３１に支持されている。アーム２３１は略Ｕ字状に屈曲しており、第２ローラ２６２はその屈曲部近傍に支持されている。アーム２３１の一方の端部は、支軸２３２を中心にＤ４１方向とＤ４２方向に揺動自在となるように第２フレーム２１２に設けられている。Ｄ４１方向は、第２ローラ２６２が第１ローラ２６１、及び第３ローラ２６３に対して離隔する方向である。Ｄ４２方向は、第２ローラ２６２が第１ローラ２６１、及び第３ローラ２６３に対して接近する方向である。すなわち、アーム２３１が揺動することにより、第１ローラ２６１、及び第３ローラ２６３との間で繊維束Ｆの経路長が増減する。

【0111】

アーム２３１は、支軸２３２に設けられるトーションバネ２３３によって、第２ローラ２６２が第１ローラ２６１、及び第３ローラ２６３に対して離隔する方向（Ｄ４１方向）に付勢されている。尚、トーションバネ２３３の端部を固定するための穴２３４が第２フレーム２１２に複数設けられている。トーションバネ２３３の端部を固定する穴２３４の位置を変更することによりアーム２３１の付勢力を調整することができる。

【0112】

アーム２３１の他端部は第２検知片２３５となる。第２検知片２３５は、アーム２３１の揺動に伴って揺動する。アーム２３１の近傍には、第２検知部２３８が設けられている。

【0113】

繊維束Ｆに所定の張力が加わっている場合、つまり、ボビンＢ１における繊維束Ｆの解舒が正常である場合には、第２ローラ２６２は、アーム２３１の支軸２３２に設けられたトーションバネ２３３の付勢力により、アーム２３１がＤ４１方向に回動し、第１ローラ２６１、及び第３ローラ２６３に対して離隔する方向に回動している。繊維束Ｆに加わっている張力が所定の張力より増大している場合、つまり、ボビンＢ１における繊維束Ｆの解舒に異常が生じた場合には、第２ローラ２６２は、アーム２３１の支軸２３２に設けられたトーションバネ２３３の付勢力に抗して、アーム２３１がＤ４２方向に回動し、第１ローラ２６１、及び第３ローラ２６３に対して接近する方向に回動する。

【0114】

第２検知部２３８は、第２検知片２３５を検知することで、アーム２３１が所定の位置まで回動していることを検知する。また、第２検知部２３８は、第２検知片２３５を検知しないことで、アーム２３１が所定の位置まで回動していないことを検知するものである。つまり、第２検知部２３８は、ボビンＢ１における繊維束Ｆの解舒が正常であって、繊維束Ｆに所定の張力が加わっていること、及び、ボビンＢ１における繊維束Ｆの解舒に不良が生じ、繊維束Ｆに加わる張力が増大していること、を検知する。

【0115】

第２検知部２３８は、ボビンＢ１における繊維束Ｆの解舒に不良が生じたことを検知した場合、制御部９０にその旨の検知信号を送信する。また、第２検知部２３８は、ボビンＢ１における繊維束Ｆの解舒が正常であることを検知した場合、制御部９０にその旨の検知信号を送信する。第２検知部２３８としては、光電センサ等の公知のセンサを用いることができる。

【0116】

制御部９０は、第２検知部２３８がボビンＢ１における繊維束Ｆの解舒に不良が生じたことを検知した場合、第２検知部２３８からの検知信号に基づいて、図示しない報知部により警報音等を発生させる。尚、ヘリカル巻き装置４０による繊維束Ｆの巻き付けが開始した直後等、繊維束Ｆの巻き付け速度が増大することにより、ボビンＢ１における繊維束Ｆの解舒に不良が生じていなくても一時的に繊維束Ｆに加わる張力が増大する場合がある。このような場合には、警報音等を発生させる必要がない。このため、制御部９０は、第２検知部２３８による異常検知信号の継続時間が設定時間以下の場合は、警報音等は発生させない。また、第２検知部２３８による異常検知信号の継続時間が設定時間以下の場合であっても、所定の頻度以上で異常検知信号が受信された場合は、なんらかの異常が発生したとして警報音等を発生させる。

【0117】

尚、上述の第２検知部２３８は、１２組の第２解舒不良検知部２３０に対してそれぞれ設けたが、これに限定されない。例えば、１つの第２検知部２３８を１２枚の第２フレーム２１２に対して横断する方向に設置してもよい。この場合、１２組の第２解舒不良検知部２３０のうち、いずれかの第２解舒不良検知部２３０の第２検知片２３５が検知されれば、ボビンＢ１、Ｂ２・・・Ｂ１２のうちのいずれかにおいて解舒不良が発生したことが検知できる。また、第２検知部２３８として光電センサを用いた場合には、どの第２解舒不良検知部２３０の第２検知片２３５が検知されたのか判断できず、解舒不良が発生したボビンを特定することはできない。そこで、第２検知部２３８として光電センサに代えて、遮光位置までの距離を計測できるレーザ測距センサを用いることもできる。この場合、検知された第２検知片２３５の位置情報を得ることができ、検知された第２検知片２３５を特定することができるため、解舒不良が発生したボビンを特定することができる。

【0118】

以上説明した本実施例に係るＦＷ装置１００によれば、次のような効果を有する。

【0119】

ＦＷ装置１００によれば、複数のボビンＢ１、Ｂ２・・・から解舒された複数本の繊維束Ｆの張力を一括して調整する第２張力調整部２１０と、ボビンＢ１、Ｂ２・・・での解舒不良をボビン毎に個別に検知する第２解舒不良検知部２３０と、を備える。このため、第２張力調整部２１０、及び第２解舒不良検知部２３０がコンパクトとなり、第２張力調整部２１０、及び第２解舒不良検知部２３０のコストを低減するとともに、第２張力調整部２１０、及び第２解舒不良検知部２３０を容易に配置できる。また、第２張力調整部２１０は、複数本の繊維束Ｆの張力を一括して調整できるため、複数本の繊維束Ｆの張力の制御を容易に行うことができる。

【0120】

ＦＷ装置１００によれば、第２解舒不良検知部２３０は、第２張力調整部２１０と複数のボビンＢ１、Ｂ２・・・との間の糸道上に設けられる。この第２解舒不良検知部２３０で検知される繊維束Ｆの張力の変動は、ボビンＢ１、Ｂ２・・・での解舒不良によるものであり、第２張力調整部２１０の動作不良等による張力の変動は含まれない。このため、ボビンＢ１、Ｂ２・・・での解舒不良による小さい張力の変動を検知することができ、ボビンＢ１、Ｂ２・・・での解舒不良を精度よく検知することができる。

【0121】

ＦＷ装置１００によれば、ライナー１と第２張力調整部２１０との間に、複数本の繊維束Ｆの張力を検知する第２張力検知部２５０を設け、第２張力調整部２１０は、第２張力検知部２５０の検知結果に応じて複数本の繊維束Ｆの張力を一括して調整する。このため、複数本の繊維束Ｆの張力の制御を容易に行うことができる。

【0122】

ＦＷ装置１００によれば、繊維束ヘッドは、ライナー１の外周に設置される第１ヘリカルヘッド４３、及び第２ヘリカルヘッド４４であり、ライナー１が軸中心に回転しつつ軸方向に移動することにより、ライナー１上にボビンＢ１、Ｂ２・・・から供給された複数本の繊維束Ｆを同時に巻き付ける。このため、ヘリカル巻き装置４０の第１ヘリカルヘッド４３、及び第２ヘリカルヘッド４４を有するＦＷ装置１００において、第２張力調整部２１０及び第２解舒不良検知部２３０を容易に配置できる。

【0123】

ＦＷ装置１００によれば、第２解舒不良検知部２３０は、複数のボビンＢ１、Ｂ２・・・に個別に対応して設けられ、解舒された繊維束Ｆの張力を受けて待機位置から検知位置に変位する第２検知片２３５と、第２検知片２３５が検知位置に位置したことを検知する第２検知部２３８と、を備える。このため、簡単な構成で第２解舒不良検知部２３０を構成し、ボビンＢ１、Ｂ２・・・での解舒不良を精度よく検知することができる。

【0124】

ＦＷ装置１００によれば、第２解舒不良検知部２３０の第２検知片２３５は、トーションバネ２３３でバネ付勢されて待機位置に位置する。このため、簡単な構成で、ボビンＢ１、Ｂ２・・・での解舒不良を精度よく検知することができる。

【0125】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0126】

１００ フィラメントワインディング装置
１０ 主基台
２０ ライナー移送装置
３０ フープ巻き装置
３４ 巻き掛けテーブル
４０ ヘリカル巻き装置
４３ 第１ヘリカルヘッド
４４ 第２ヘリカルヘッド
５０ クリールスタンド
１ ライナー
Ｂ ボビン
Ｆ 繊維束
１１０ 第１張力調整部
１３０ 第１解舒不良検知部
１５０ 第１張力検知部
２１０ 第２張力調整部
２３０ 第２解舒不良検知部
２５０ 第２張力検知部
６７ 第１検知片
６８ 第１検知部
２３５ 第２検知片
２３８ 第２検知部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】